初中化学实验——还原氧化铁法制铁

目的:

认识把铁矿石炼成铁的主要反应原理。

用品:

贮气瓶、分液漏斗、硬质玻璃管、试管、玻璃导管、橡皮管、弹簧夹、双孔塞、单孔塞、尖嘴管、酒精灯。氧化铁、一氧化碳、清石灰水。

原理:

在高温下,用还原剂(主要是一氧化碳)可从铁矿石里把铁还原出来。

Fe2O3+3CO2Fe+3CO2↑

操作:

先用蚁酸和浓硫酸反应制取一氧化碳,贮存在贮气瓶里备用。

取长约25厘米、内径约3厘米的硬质玻璃管一根,在中部铺上一薄层干燥的红褐色氧化铁粉末。

实验时,先把硬质玻璃管中的氧化铁加热,然后放松橡皮导管上的弹簧夹,旋开贮气瓶上分液漏斗的活塞,让水缓缓流下,使一氧化碳气体均匀而缓慢地排入硬质玻璃管里,跟灼热的氧化铁发生反应。这时在盛有清石灰水的试管里可以看到有气泡冒出,溶液逐渐变成浑浊,这是反应后逸出的二氧化碳所致。但是逸出的气体中的有部分未发生反应的一氧化碳,这是一种剧毒的气体,所以在实验一开始就要时时用火点燃尖嘴管口逸出的气体,使一氧化碳燃烧成二氧化碳。

当硬质玻璃管里的氧化铁已变成黑色时,关上分液漏斗的活塞,夹紧导气管上的弹簧夹,停止排出一氧化碳。但在硬质玻璃管外仍须继续加热,直到试管里不再有气泡冒出为止。把整套装置移到通风橱里拆卸,取出反应后所得的铁屑。

为了证明氧化铁已被还原成铁,可以比较反应物氧化铁和生成物铁屑的颜色,前者是红褐色的,后者是黑色的。也可以在两支盛稀盐酸的试管里,分别加入氧化铁和生成物铁屑,氧化铁跟稀盐酸反应不发生气体,铁屑跟稀盐酸反应有氢气产生。但不要用磁铁来鉴别,因为天然的氧化铁也有顺磁性。